劉博

摘 要：本文對火電廠發(fā)電機(jī)氫氣純度下降的原因進(jìn)行了分析，針對各種引起發(fā)電機(jī)氫氣純度下降的情況，做出應(yīng)對措施，對于提高發(fā)電機(jī)效率，節(jié)約用氫具有重要意義。

關(guān)鍵詞：火電廠發(fā)電機(jī)；氫氣純度；下降原因

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.174

氫氣以其質(zhì)量輕、耗能小、傳熱效率高的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠大型發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)。然而氫氣純度下降會顯著降低發(fā)電機(jī)的效率，理論研究結(jié)果表明：氫氣純度每下降1%，發(fā)電機(jī)的通風(fēng)摩擦損耗及轉(zhuǎn)子摩擦損耗將增加11%。所以大容量氫冷發(fā)電機(jī)都要求使用高純度的氫氣，一般要求96%以上，其主要目的是提高發(fā)電機(jī)的效率及安全性。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)氫氣純度下降的原因經(jīng)常比較隱蔽，在此我專門探討如何解決發(fā)電機(jī)氫氣純度下降的問題。

1 密封油系統(tǒng)異常導(dǎo)致的氫氣純度下降

研究發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)，不能離開發(fā)電機(jī)的密封油系統(tǒng)，本文主要針對雙油環(huán)密封油系統(tǒng)，研究雙油環(huán)密封油系統(tǒng)異常對氫氣純度的影響。

機(jī)組運(yùn)行時密封油系統(tǒng)中的氫側(cè)密封油與發(fā)電機(jī)機(jī)內(nèi)的氫氣相接觸，空側(cè)密封油與空氣接觸，含有相對多的空氣。正常情況下密封瓦中的空側(cè)和氫側(cè)密封油具有幾乎相同的壓力，空側(cè)和氫側(cè)密封油各自保持相對獨(dú)立的狀態(tài)進(jìn)行循環(huán)。在異常情況下，由于某種原因，使得空側(cè)密封油與氫側(cè)密封油大量交換，含有大量空氣的空側(cè)密封油進(jìn)入氫側(cè)密封油箱，然后經(jīng)氫側(cè)回油管，返回到氫側(cè)密封油箱中，在此過程中一部分空側(cè)密封油內(nèi)所含的空氣直接析出進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)。

1.1 空側(cè)與氫側(cè)密封油壓差值大

油氫差壓過高，密封油壓高時密封油會進(jìn)入發(fā)電機(jī)，油氣及水汽進(jìn)入氫氣系統(tǒng)，引起發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣純度下降。此時我們應(yīng)檢查油氫差壓閥油壓取樣手動門是否已經(jīng)全開，油氫差壓閥是否有卡澀的情況，可以通過調(diào)節(jié)空側(cè)與氫側(cè)差壓閥的差值，維持氫側(cè)油壓稍高于空側(cè)油壓。

1.2 氫側(cè)油箱中的自動補(bǔ)排油閥故障

排油閥出現(xiàn)故障處于常排狀態(tài)，為了維持氫側(cè)油箱油位，補(bǔ)油閥將進(jìn)行連續(xù)補(bǔ)油；補(bǔ)油閥出現(xiàn)故障，處于常補(bǔ)狀態(tài)，排油閥被迫常開。這兩種情況系統(tǒng)都會不斷地將含有大量空氣的空側(cè)密封油補(bǔ)入氫側(cè)密封油箱；補(bǔ)排油閥都失去了正常的功能，所以在機(jī)組檢修期間一定要重視自動補(bǔ)排油閥的浮子的靈活性與可靠性。

1.3 氫側(cè)密封油平衡閥工作失常

如果平衡閥不能維持空側(cè)密封油壓力與氫側(cè)密封油壓力的均衡，雜質(zhì)較多的空側(cè)密封油通過密封環(huán)或者補(bǔ)油閥大量進(jìn)入氫側(cè)密封油系統(tǒng)，使發(fā)電機(jī)氫氣純度下降。此時可以觀察發(fā)電機(jī)勵端及汽端兩側(cè)的平衡閥后密封油壓力，通過對比觀察平衡閥是否工作正常。

1.4 密封油的溫度高

密封油的溫度高，氫氣的溶油能力隨著密封油溫度的升高而增加，機(jī)組正常運(yùn)行中可進(jìn)行密封油溫在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)上、下限之間變動的試驗(yàn)，找出最佳溫度點(diǎn)。一般在軸系穩(wěn)定的情況下，盡量保持密封油溫在標(biāo)準(zhǔn)的低限運(yùn)行，從而達(dá)到減少密封油流量，減少發(fā)電機(jī)進(jìn)油和降低氫氣污染的目的。

1.5 防爆風(fēng)機(jī)的工作狀況不良

防爆風(fēng)機(jī)的工作狀況，提高防爆風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓可提高氫油分離器的負(fù)壓、減少空側(cè)密封油中的含空氣量和含水蒸氣量，從而減少因空、氫側(cè)密封油交換對氫氣的污染。

2 氫氣濕度大導(dǎo)致的氫氣純度下降

2.1 密封油含水量大

在正常運(yùn)行中，密封油空側(cè)油箱和主機(jī)軸承的回油是在一起的，當(dāng)由于軸封漏汽等原因?qū)е聺櫥突赜秃看髸r，在密封瓦處蒸發(fā)形成水蒸汽進(jìn)入發(fā)電機(jī)使氫氣純度下降，濕度增加。

2.2 氫氣干燥器工作異常

氫氣干燥器應(yīng)能正常投入，應(yīng)能在線觀察氫氣干燥器出入口氫氣露點(diǎn)的變化，保證氫氣干燥器工作在正常情況。

2.3 定子冷卻水溫度低

由于密封油系統(tǒng)油源來自主機(jī)潤滑油系統(tǒng)，不可避免帶有水蒸氣，假如發(fā)電機(jī)定子冷卻水入口溫度低于氫氣溫度，在氫氣受冷的情況下，水蒸氣凝結(jié)會使氫氣系統(tǒng)含水量增加，發(fā)電機(jī)內(nèi)部定冷水管結(jié)露，造成氫氣濕度增大，氫氣純度下降。因此要保持發(fā)電機(jī)定子冷卻水入口溫度高于氫氣溫度，此舉的重要意義不僅是保護(hù)發(fā)電機(jī)氫氣純度，更要保證發(fā)電機(jī)內(nèi)部電氣元件的安全，防止定冷水管結(jié)露造成的元件腐蝕及局部短路。

3 發(fā)電機(jī)故障導(dǎo)致的氫氣純度下降

3.1 發(fā)電機(jī)密封瓦工作不正常

發(fā)電機(jī)空側(cè)密封油與氫側(cè)密封油間的密封瓦間隙、氫側(cè)密封油與氫氣之間的密封瓦間隙過大或者不均勻，發(fā)電機(jī)振動大造成密封瓦受損等，可以顯著影響發(fā)電機(jī)氫氣純度且無法在運(yùn)行中處理，因此在停機(jī)檢修期間應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)發(fā)電機(jī)密封瓦的檢修質(zhì)量，同時發(fā)電機(jī)不能長期在振動偏大的情況下運(yùn)行，應(yīng)根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保持發(fā)電機(jī)健康運(yùn)行。

3.2 發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障

發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障，絕緣材料損壞，生成的氣體進(jìn)入發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)。或電機(jī)內(nèi)部定子冷卻水管有裂縫，雖然發(fā)電機(jī)定冷水壓力一般低于氫氣壓力，以防止在發(fā)電機(jī)內(nèi)部冷卻水管破裂時，定子冷卻水進(jìn)入氫氣系統(tǒng)，但由于某些特殊原因，如壓力表不準(zhǔn)確等導(dǎo)致氫水差壓較低時，將可能有內(nèi)冷水滲入氫氣系統(tǒng)，造成氫氣純度下降，此時應(yīng)對發(fā)電機(jī)的氫氣成份進(jìn)行采樣分析，確定屬于哪一種情況，做出相對應(yīng)的控制措施。

4 結(jié)論

本文對引起發(fā)電機(jī)氫氣純度下降的各種原因進(jìn)行了分析和總結(jié)，主要針對發(fā)電機(jī)雙油環(huán)密封油系統(tǒng)進(jìn)行了研究，密封油壓力與氫氣壓力不匹配以及氫側(cè)密封油與空側(cè)密封油的大量交換，是密封油系統(tǒng)影響氫氣純度的主要原因。同時，本文也提出了發(fā)電機(jī)的一些固有故障，如絕緣損壞，密封瓦磨損等情況引起的氫氣純度下降，以及一些運(yùn)行方式不合理，如定子冷卻水溫度過低造成氫氣純度下降的問題，并針對各種問題提出了改善意見，可用于指導(dǎo)一般發(fā)電機(jī)氫氣純度下降時的原因分析及措施應(yīng)用。

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